Page 1
1
Proiecte colaborative de cercetare aplicativa
PCCA - 2
RAPORTUL STIINTIFIC SI TEHNIC IN EXTENSO (RST)
Proiect: Sistem hibrid de energie regenerabila bazat pe turbina eoliana cu ax vertical cu panouri fotovoltaice integrate si suspensie
magnetica Acronim: WIPHRES Contract: Nr. 40/2012 / Act. Ad. 1/2013 Faza 2
Proiectarea sistemului energetic. Realizarea modelului experimental si
experimentari in suflerie. Structura VAWT si sistem de suspensie magnetica (I) Perioada etapei: 10 decembrie 2012 - 30 noiembrie 2013 CO: Institutul de Statistica Matematica si Matematica Aplicata “Gh. Mihoc – C. Iacob” - Bucuresti P1 : AEROSTAR S.A. - BACAU P2 : Universitatea POLITEHNICA din Bucuresti - CCSAE
Director proiect CO: Dr. ing Horia Dumitrescu 2
Page 2
2
CUPRINS
1. Introducere ..................................................................3
2. Denumirea etapei ......................................................... 3
3. Rezultatele asteptate ale etapei de executie ................. 3
4. Rezumatul etapei ......................................................... 3
5. Descrierea stiintifica si tehnica ....................................... 4
6. Concluzii ...................................................................... 20
Page 3
3
INTRODUCERE
Prezentul raport prezinta rezultatele obtinute de consortiul compus din CO - Institutul de Statistica Matematica
si Matematica Aplicata (ISMMA) si partenerii P1 - AEROSTAR Bacau si P2 - Universitarea Poitehnica
Bucuresti, la finalizarea lucrarilor de cercetare-dezvoltare corespunzatoare etapei 2, in cadrul proiectului PNII
-Sistem hibrid de energie regenerabila bazat pe turbina eoliana cu ax vertical cu panouri fotovoltaice
integrate si suspensie magnetica - WIPHRES.
1. DENUMIREA etapei
Etapa II. Proiectarea sistemului energetic. Realizarea modelului experimental si experimentari in
suflerie. Structura VAWT si sistem de suspensie magnetica (I)
3. R E Z U M A T
Obiectivele principale ale etapei a II-a au fost :
- Proiectarea si construirea unui model pentru experimentari in suflerie
- Experimentarea modelului WIPHRES in suflerie si prelucrarea rezultatelor
- Finalizarea modelului conceptual prin proiectarea sistemului electric (I)
- Realizarea prototipului (modelului structural ) al WIPHRES (I)
- Analiza numerica si teste structurale (I)
Prima si cea mai importanta activitate pentru demararea programului etapei a II-a a fost proiectarea si realizarea
modelului turbinei eoliene pentru experimentari in suflerie. In aceasta activitate au fost implicati toti partenerii
consortiului, cu mentiunea ca realizarea propriu-zisa a fost efectuata de partenerul P1-AEROSTAR. P1 a reusit sa
proiecteze si sa realizeze doua variante de modele experimentale de turbina eoliana cu ax vertical, al doilea
diferind de primul prin lungimea corzii si prin posibilitatea de interschimbabilitate a palelor. Astfel s-a resusit ca
in al doilea set de experiente sa se poata folosi un rotor cu unul , doua sau trei etaje, cu cate 3 pale, al caror unghi
de pas (abaterea de la directia de perpendicularitate a corzii pe raza de rotatie a rotorului) poate fi schimbat la 3, 6
sau 90. Cand a fost utilizat pentru testare un singur rotor cu un singur etaj, a fost posibila si utilizarea a 6 pale.
Experimentarile s-au efectuat intr-un tunel aerodinamic cu circuit inchis de la Universitatea Politehnica din
Bucuresti. A fost folosite mai multe aparate de masura (traductor de cuplu si turatie, generator electric, tub pitot),
al caror montaj a fost conceput de P2-UPB. Masuratorile au fost efectuate si rezultatele lor prelucrate in mai
multe etape, in perioada mai - octombrie 2013.
S-au putut vizualiza valori insantanee ale turatiei si cuplului pentru diferite sarcini ale generatorului electric. In
urma prelucrarii rezultatelor s-au facut comparatii asupra cuplului dezvoltat de model la diferite turatii, pentru
configuratiile: (1) rotor dublu etajat, cu trei pale pe fiecare etaj, cu unghi de pas de 30; (2) un rotor monoetajat
cu 6 pale la acelasi unghi de pas si (3) rotor dublu etajat, cu trei pale pe fiecare etaj, cu unghi de pas de 30.
Aceste rezultate au condus la concluzia ca rotorul dublu etajat cu 3 pale pe etaj si unghi de pas de 30 poate
fi considerat o referinta pentru proiectarea prototipului WIPHRES.
Concluziile prelucrarii rezultatelor in suflerie au condus la reajustarea configuratiei VAWT initial prevazute (cu
trei tronsoane), rezultand o configuratie a turbinei corespunzatoare variantei constructive cu doua tronsoane,
solutie preferabila si din punct de vedere al rigiditatii, simplitatii si costului constructiei.
P1 a elaborat documentatia de prototip a ansamblului VAWT (desene de ansamblu si desene de executie pentru
piesele primare).
Au fost facute teste si consideratii legate de amplasare a WIPHRES in mediu urban ( amplasare pe cladiri ).
Page 4
4
Partenerul P2 a reusit sa proiecteze sistemul fotovoltaic, tinand cont ca WIPHRES este un sistem hibrid.
Tinand cont de datele initiale, acesta cuprinde alegerea modulelor fotovoltaice, calculul numarului de module,
costuri, calculul puterii maxime disponibile, modul de conectare a modulelor fotovoltaice, estimarea energiei
furnizate si schema electrica a sistemului fotovoltaic asociat cu bateria de stocare. Tot P2, dar in colaborare cu P1
au facut un studiu pentru alegerea si integrarea in sistem a generatorului electric. S-a ales o solutie optima pentru
un generator electric de 5 Kw, care are incorporat si suspensia magnetica. Partenerul P1-AEROSTAR a ales cele
mai bune solutii de integrare in ansamblul WIPHRES a acestora. Generatorul electric, cu lagare magnetice, a fost
pozitionat pe un suport de adaptare, in varful turnului de sustinere, coaxial cu axul VAWT.
Partenerul P2 a proiectat sistemul electric de comanda al turbinei cu ax vertical care include sistemul de
supervizare a generatorului eolian, a cărui misiune este să urmărească starea mașinilor și să gestioneze
secvențele de operații cum ar fi pornirea, oprirea ș. a. si un alt doilea sistem este sistemul de comandă al
generatorului electric.
Studiul tehnologiilor de realizare, corespunzator Activitatii 2.10 din Planul de realizare, a condus la
alegerea unor solutii constructive adecvate, la utilizarea unor materiale si prefabricate de uz general, precum si
a unor procese tehnologice curente: taiere, strunjire, frezare, sudura, lipire cu adezivi.
Proiectarea VAWT este realizata avand la baza tehnologii 3D, cu indicarea tuturor datelor cu privire la
tolerantele de executie, conditii de suprafata si acoperiri de protectie.
Prin proiectarea palelor turbinei a fost aleasa solutia constructiva de tip sandwich, constand dintr-un invelis
din tabla subtire, din aliaj de aluminiu, cu miez din material expandabil.
Ca rezultat al activitatilor desfasurate in cadrul activitatii de realizare a prototipului (model structural ) (Partea
I) in conformitate cu Planul de realizare si datele de planificare, P1 a asigurat urmatoarele componente
WIPHRES: generatorul electric (intra in componenta VAWT) care include si suspensia magnetica,
convertorul si invertorul, produsele mentionate fiind cele stabilite impreuna cu CO si P2. In urmatoarea etapa
urmeaza sa se execute turnul de sustinere (care este deja proiectat si testat din punct de vedere structural
pentru cazurile considerate critice) si inca o varianta de pale.
Membrii consortiului de cercetare au reusit in anul 2013 sa prezinte si sa publice unele din rezultatele obținute
in tematica proiectului, adica al energiei vantului sau energiei solare.
A fost organizata a patra sesiune speciala in cadrul unei conferinte internationale cu traditie: ICNAAM 2013
(International Conference of Numerical Analysis and Applied Mathematics, Grecia, Rodos, 23-30
Septembrie 2013; http://2013.icnaam.org/.:
SESSION: State of the Art of Modeling, Numerical Analysis and Design, Optimizing the Performances, Contr
ols of Wind Turbines and Hybrid Renewable Energy Systems
CHAIR: Alexandru Dumitrache & Florin Frunzulica
Aceasta sectiune dedicata performantelor si controlului turbinelor eoliene a avut ca obiective diseminarea
rezultatelor obtinute, schimb de informatii si discutii stiintifice si pregatirea tinerilor doctoranzi in vederea
oportunatatii de a prezenta si publica lucrari stiintifice necesare stagiului de doctorat.
Page 5
5
Au fost prezentate 3 comunicari stiintifice in cadrul acestei sectiuni (publicate apoi in AIP Conference
Proceedings ) in tematica proiectului. Inca 8 lucrari au fost prezentate in cadrul unor conferinte internationale
sau nationale cu tematica de energii neconventionale sau de mecanica fluidelor.
In anul 2013 au fost publicate in reviste de specialitate 9 articole stiintifice cu autori membrii ai consortiului,
dintre care 5 in reviste cotate ISI si restul indexate in baze de date. Alte 3 articole sunt acceptate la publicare
sau in evaluare (tot in reviste cotate ISI)
INTRODUCERE Obiectivele principale ale etapei a II-a au fost :
- Proiectarea si construirea unui model pentru experimentari in suflerie
- Experimentarea modelului WIPHRES in suflerie si prelucrarea rezultatelor
- Finalizarea modelului conceptual prin proiectarea sistemului electric (I)
- Realizarea prototipului (modelului structural ) al WIPHRES (I)
Page 6
6
- Analiza numerica si teste structurale (I)
(A2.1) Prima si cea mai importanta activitate pentru demararea programului etapei a II-a a fost proiectarea si
realizarea modelului turbinei eoliene pentru experimentari in suflerie. In aceasta activitate au fost implicati toti
partenerii consortiului, cu mentiunea ca realizarea propriu-zisa a fost efectuata de partenerul P1 -
AEROSTAR. Concepția pentru rotorul cu ax vertical al sistemului energetic a fost dezvoltata într-un model
experimental. Ansamblul rotorului este împărțit în trei etaje, fiecare etaj conținând trei pale drepte.
Fig. 1 - Vedere axonometrica a proiectului modelului exeprimental varianta 1
Cele trei etaje sunt deplasate cu un unghi de 400, generând un câmp de curgere elicoidal în interiorul rotorului
(fig. 1). Prin aceasta noua configurație are un mecanism de generare a cuplului oarecum diferit de cel al
rotoarelor Darrieus. Configurația conținând trei etaje favorizează funcționarea prin aceea că turbina are
capacitate de autodemaraj la viteze mici ale vântului, având în același timp o bună performanță de putere și un
cuplu de antrenare mai uniform. În același timp proiectul respectiv are un aspect estetic și un nivel redus de
zgomot.
Page 7
7
Pentru modelul de suflerie s-a folosit profilul NACA0018, care la o valoare a numarului Reynolds Rec=50000
are o incidență de desprindere 08s . Soliditatea se calculeaza utilizând proprietățile geometrice din tabelul
1: 3,0 , a cărui valoare conduce la o valoarea a raportului vitezelor de capăt, 2,2min . maxPC se obține
după formula lui Wilson și Lissaman pentru 0,2opt .
Raza [m] 0.25
Inaltimea [m] 0.9
Numar pale 9
Unghi de rasucire a palei [deg.] 00
Coarda palei [m] 0.05
Soliditatea, σ 0.3
Profil NACA 0018
Numar Reynolds 50000
Aceasta macheta, echipata cu generator si traductor de cuplu si turatie a fost montata in sufleria cu circuit
inchis, amplasata la Universitatea Politehnica din Bucuresti (Platforma Polizu) (Fig. 2a, b). Montajul a fost
efectuat de o echipa de la AEROSTAR , de partenerul UPB si CO - ISMMA.
a) b)
Fig. 2 - (a) Vedere axonometrica a instalarii modelului experimental in suflerie si
b) imagine a machetei instalate
S-a conceput, s-a instalat si s-a calibrat un montaj pentru determinarea experimentala a caracteristicilor
modelului turbinei eoliene cu ax vertical in suflerie (start si putere) (Fig. 3) de catre partenerul P2 - UPB.
Page 8
8
Fig. 3 Schema montajului de determinare experimentală a caracteristicilor de putere ale modelului turbinei
eoliene cu ax vertical
Sufleria poate dezvolta o viteză maximă de 25 m/s. Pentru măsurarea vitezei în suflerie s-a utilizat un tub Pitot
- Prandtl, racordat la un manometru electronic, iar turația și cuplul au fost determinate cu ajutorul unui
traductor integrat electronic, care permite inregistrările lor la fiecare moment de timp.
Fig. 4 – Vitezele de capat (TSR) functie de viteza in suflerie pentru unghiuri de pas ale palei: 0
0, 3
0, 6
0 si 9
0 (3 etaje).
Page 9
9
Experimentările au constat în măsurarea turației rotorului la diferite valori ale vitezei în suflerie. Au fost
efectuate prelucrari ale rezultatelor experimentale si comparații. Reprezentarea raportului vitezelor la capăt
( ) în funcție de viteza din suflerie este dată în fig. 4.
Figura 4 arată că rotorul triplu etajat are posibilitatea de autodemaraj la număr Reynolds mic și valori
moderate ale parametrului de soliditate, pentru valori ale unghiului de pas (00 pentru coarda profilului
perpendiculara pe raza rotorului) mai mari de 30.
Pentru definitivarea geometriei rotorului s-a realizat o a doua variantă a machetei cu un coeficient de soliditate
48,0 . Pentru aceasta varianta constructiva, modelul a fost conceput cu doua tronsoane de turbina, fiecare
având trei pale cu lungimea de 300 mm, cu profil NACA 0018 cu coarda de 80 mm, dispuse circular la un
unghi de 120º fiecare. Cele doua tronsoane sunt decalate la un unghi de 60º in proiectia axiala. Pentru aceasta
varianta s-a prevazut posibilitatea de reglare a unghiului de asezare a palelor pentru valori pozitive ale
unghiului de pas de 3º, 6º si 9º.
S-au efectuat din nou măsurători pentru rotoare cu 3 etaje, 2 etaje și un etaj. Rotorul dublu etajat, deși are o
performanță de putere mai mică decât rotorul cu trei etaje, a fost ales pentru turbina prototip datorită unei
construcții mai simple (Fig. 5a, b) și pentru că are o comportare mai bună la autodemaraj.
a) b)
Fig. 5 - Modelul turbinei eoliene cu 2 etaje: a) reprezentare axonometrica ; b) imaginea modelului montat in
suflerie
S-au putut vizualiza valori insantanee ale turatiei si cuplului pentru diferite sarcini ale generatorului electric.
(Fig. 6). Caracteristica de putere nu este definitorie in cazul machetelor de scara mica, in schimb da informatii
utile asupra comportarii la pornire. Toate machetele de aceeasi talie produc valori maxime ale coeficientului
de putere (CP) de ordinul 0,25, care prin extrapolare, la turatii mai mari corespund rezultatelor existente in
literatura (Fig. 7). Aceste valori scazute in cazul machetelor de scara mica se explica prin nr. Reynolds redus si
contributia importanta a curgerii vâscoase în jurul palelor. O scalare în funcție de numarul Reynolds la valori
corespunzatoare funcționarii la scara naturala ar corespunde unei performanțe de putere de ordinul CP = 0.4.
Page 10
10
Fig. 6 -Valori instantanee ale turatiei si cuplului modelul cu 2 rotoare, pasul = 60, viteza in camera de
experienta v = 11,7 m/s.
Fig. 7 - Coeficient de putere functie de raportul vitezelor la capat (testele au fost limitate la 600 rot/min, pentru a limita
accelerarea rapida a rotorului si amplificarea vibratiilor rotorului)
In urma prelucrarii rezultatelor s-au facut comparatii asupra cuplului dezvoltat de model la diferite turatii,
pentru configuratiile: (1) rotor dublu etajat, cu trei pale pe fiecare etaj, cu unghi de pas de 30; (2) un rotor
monoetajat cu 6 pale la acelasi unghi de pas si (3) rotor dublu etajat, cu trei pale pe fiecare etaj, cu unghi de
pas de 30 (Fig. 8)
Page 11
11
100 200 300 400 500 600 7000
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
Two stage three blades rotor, 6 degree pitch
Single stage six blades rotor, 3 degree pitch
Two stage three blades rotor, 3 degree pitch
Torque - rotation speed diagrams
Turbine rotor speed, rpm
De
velo
pe
d t
orq
ue,
Nm
Fig. 8 - Curbe comparative de putere pentru trei configuratii ale rotorului, functie de turatie (din lucrare propusa pentru
conferinta - 2014)
S-a analizat din nou comportarea pentru regimul de pornire. Intrucat la primul model al machetei , avand o
valoare mai mica a parametrului de soliditate (c/D =0,1) avand proprietati de pornire mai slabe (Fig. 4 - pentru
unghi de pas = 00, rotorul nu s-a accelerat suficient ( 6,0 )) s-a realizat un al doilea model al machetei cu un
parametru de soliditate mai mare (c/D = 0,16) cu care s-a imbunatatit substantial comportarea la pornire ,
realizand , inclusiv demarajul rotorului (Fig. 9) chiar si la 00, ceea ce nu s-a obtinut pentru model testat.
Fig. 9 - Vitezele de capat (TSR) functie de viteza in suflerie pentru unghiuri de pas ale palei: 0
0, 3
0, 6
0 (2 etaje, 3 pale).
Aceste rezultate au condus la concluzia ca rotorul dublu etajat cu 3 pale pe etaj si unghi de pas de 30 poate
fi considerat o referinta pentru proiectarea prototipului WIPHRES.
Page 12
12
Totusi, functionarea unei turbine cu ax vertical, in regim de start, TSR~1, trebuie sa indeplineasca doua
conditii: una de ordin aerodinamic, pentru a genera o nestationaritate cat mai mare, care sa avantajeze
mecanismul de autodemarare, adica d/D cat mai mare si a doua, de natura a rezistentei palei la oboseala cu
forte cat mai mici, adica c/D mai mic.
Prin urmare, dimensionarea palei este rezultatul unui compromis intre performanta aerodinamica si fiabilitatea
turbinei. Din incercarile din tunel pentru doua valori ale parametrului c/D = 0,1 si c/D = 0,16 a rezultat ca
rotorul cu c/D =0,1 si doua etaje de pale realizeaza cele doua deziderate: o pornire usoara fara sa compromita
rezistenta la oboseala a turbinei.
2.4 Concluziile prelucrarii rezultatelor in suflerie au condus la reajustarea configuratiei VAWT initial
prevazute (cu trei tronsoane), rezultand o configuratie a turbinei corespunzatoare variantei constructive cu
doua tronsoane, solutie preferabila si din punct de vedere al rigiditatii, simplitatii si costului constructiei.
Corespunzator activitatii 2. 4 din Planul de realizare, P1 a elaborat documentatia de prototip a ansamblului
VAWT (desene de ansamblu si desene de executie pentru piesele primare). O imagine generala a sistemului
proiectat este reprezentat in Fig. 10.
Fig. 10 - Imagine generala a ansamblului prototipului VAWT.
La proiectarea acestuia s-au avut in atentie cerintele generale referitoare la constructie (constructie modulata,
rigiditate si rezistenta mecanica asigurate pentru gama de viteze ale vantului 0-:50 m/s, minimizarea frecarilor
in lagare, rezistenta la coroziune sub actiunea factorilor atmosferici), cat si cerintele referitoare la mentenanta
Page 13
13
si costurile reduse de operare. Astfel, constructia modulata permite conditii de transport si montaj mai facile,
iar solutia stabilita, cu rabaterea turnului
Fig. 11 - Ansamblu VAWT, vedere in pozitie rabatuta
de sustinere, permite un acces imbunatatit la turbina si la generatorul electric pentru lucrarile de montare-
demontare, intretinere si reparatii (vezi Fig. 11).
Rabaterea turnului se poate realiza fie cu ajutorul unui utilaj de ridicare (macara auto), fie cu o
instalatie independenta, cu verin hidraulic. Pentru evitarea caderii accidentale/necontrolate a ansamblului la
operatiile de rabatere, a fost prevazut un sistem de siguranta de tip clichet, constand dintr-un brat articulat
liber, tip pendul, si din doua placi cu locasuri de rezemare pentru oprirea turnului in pozitia dorita.
Datele tehnice ale configuratiei turbinei corespunzatoare variantei constructive cu doua tronsoane, sunt date
tabelul urmator.
Denumirea Parametrul tehnic Descriere
Rotorul VAWT
Inaltimea turbinei 4.0 m
Diametrul turbinei 3.6 m
Numarul de tronsoane ale turbinei 2
Numarul de pale in sectiune 3
Unghiul format de pale pentru un modul 120º
Unghiul de decalare intre tronsoane 60º
Lungimea palei 2 m
Profilul palei NACA 0018
Coarda profilului palei 360 mm
Turn de sustinere Inaltimea 10.3 m
Pozitionarea centrului de presiune pentru
turbina
11.1 m
2.6 Amplasarea turbinelor eoliene in mediu urban, respectiv pe cladiri, presupune functionarea acestora intr-un
curent de aer perturbat de prezenta cladirii, care diminueaza performanta turbinei. Din numeroasele posibilitati
de amplasamente, care influenteaza performanta turbinei, am incercat sa vizualizam liniile de curent in doua
Page 14
14
situatii limita: o cladire prismatica rectangulara si una tetraedrica. Simulari numerice ale spectrului curgerii in
jurul acestor cladiri au aratat ca perturbatia cea mai mare a curentului de aer este produsa de o cladire
rectangulara (Fig. 12).
Fig. 12 - Simulari numerice ale spectrului liniilor de curent in jurul unei caldiri rectangulare (vant din partea
stanga)
Pentru aceasta situatie s-au vizualizat liniile de curent rezultate din interactiunea dintre rotorul dublu etajat si
cladire. (Fig. 13) S-a constatat ca influenta mai mare este asupra fazei de pornire, posibilitatea de autodemaraj
a) b)
Fig. 13 - Vizualizarea liniilor de curent in jurul rotorului turbine eoliene in curgere perturbata de un obstacol
rectangular (cladire)
reducandu-se substantial. Concluzia principala a acestor incercari a constat in faptul ca, in cazul unei turbine
cu ax vertical, trebuie sa se evite amplasarea in apropierea unei suprafete frontale, preferandu-se o zona cu
muchii. Pentru o cladire noua se poate face analiza direct din faza de proiect. Analiza este necuantificabila,
dependenta de forma cladirii si amplasarea ei intr-un ansamblu de cladiri.
Page 15
15
Proiectarea sistemului fotovoltaic
S-au considerat urmatoarele date inițiale:
Suprafața de așezare disponibilă pentru foliile fotovoltaice: 7,2 m2,
Lungimea unei pale: 2 m;
Lungime corzii palei: 0,3 m;
Diametrul de așezare: 3,6 m;
Suprafața unei pale: 2 m x 0,6 m = 1,2 m2;
Numărul de pale: 6;
Suprafața totală: 7,2 m2.
Orientarea suprafețelor: verticală, cu expunere variabilă periodic și cu umbriri reciproce parțiale variabile, având
ca rezultat o suprafață de expunere variabilă cu valoarea cuprinsă între 2,07 m2 și 2,4 m
2 (fig. 14):
Suprafața expusă pe direcția direcția 1 a razelor solare (fig. 14):
4 pale x 2m x 0,3 m x sin 600 = 2,07 m
2;
Suprafața expusă pe direcția direcția 2 a razelor solare (fig. 14):
2 pale x 2 m x 0,3 m + 4 pale x 2 m x 0,3 m x sin 300 = 1,2 m
2 + 1,2 m
2 = 2,4 m
2;
Suprafața expusă pe direcția direcția 3 a razelor solare (fig. 1):
4 pale x 2 m x 0,3 m x sin 300 + 2 pale x 2 m x 0,3 m = 1,2 m
2 + 1,2 m
2 = 2,4 m
2.
Fig. 14. Variante de expunere a suprafețelor palelor la razele solare
Alegerea modulelor fotovoltaice flexibile:
Din catalogul firmei:
” Shenzhen Sanyi Feida Technology Co., Ltd.” (http://syfd.en.alibaba.com/product/719047033-
219605304/High_efficiency_sunpower_flexible_solar_panel_200w_TUV_IEC_ROHS_CE_MCS_.html)
Se alege modulul SYFD-F-SPC25W, modul semi-flexibil Sunpower, cu contacte pe suprafața dorsală, cu
următoarele date:
Putere: 25 Wp,
Dimensiuni: 555 x 277 x 3 mm,
Tensiunea de mers în gol: 21,6 V,
Curentul de scurt circuit: 1,54 A,
Tensiunea la puterea maximă: 17,6 V,
Curentul la puterea maximă: 1,42 A,
Eficiența celulei: 21,5 %,
Greutatea netă: 0,57 kg.
Page 16
16
Calculul numărului de module:
Numărul de module pe suprafața unei pale:
lungimea palei / lungimea modulului = 2 / 0,555 = 3,6; se aleg 3 module.
Numărul total de module:
6 pale x 2 fețe x 3 module/față = 36 module.
Costul modulelelor (2 $/W):
numărul de module x puterea unui modul x 2 $/W
= 36 x 25 x 2 = 1800 $
Calculul puterii maxime disponibile:
Puterea maximă instalată:
puterea unui modul x numărul de module = 25 W x 36 = 900 Wp,
Puterea maximă disponibilă, determinată de suprafațele curente de expunere:
puterea maximă instalată x suprafața de expunere / suprafața de dispunere
= 900 x (2.07 ÷ 2,4) / 7,2 = 258,75 ÷ 300 Wp
Conectarea modulelor fotovoltaice și caracteristicile generatorului fotovoltaic:
Având în vedere variațiile intermitente periodice ale iluminării modulelor, situație care determină variații
intermitente periodice ale puterii pe care o poate furniza un modul dar nu determină variații la fel de mari ale
tensiunii furnizate de modul, se alege schema de conectare în paralel a tururor modulelor.
Generatorul fotovoltaic rezultat prin conectarea în paralel a tururor modulelor va avea următoarele
caracteristici:
Putere: 258,75 ÷ 300 Wp,
Tensiunea de mers în gol: 21,6 V,
Curentul de scurt circuit: 15,94 ÷ 18,48 A,
Tensiunea la puterea maximă: 17,6 V,
Curentul la puterea maximă: 15,70 ÷ 17,04 A,
Estimarea energiei furnizate și calculul capacității bateriei de stocare:
Energia furnizată zilnic în condițiile climatice medii specifice țării noastre:
puterea maximă x 4 ore = (250 ÷ 300) x 4 = (1000 ÷ 1200) Wh.
Puterea care poate fi furnizată zilnic timp de 8 ore:
energia furnizată zilnic / numărul de ore = (1000 ÷ 1200) / 8 = 125 ÷ 150 W.
Energia stocată pentru un număr de 3 zile fără soare:
puterea furnizată zilnic x numărul de zile fără soare = (1000 ÷ 1200) x 3 = (3 ÷ 3,6) kWh,
Se alege o baterie de 12 V cu plumb-acid, cu adâncime mare de descărcare (50%) și randament ciclic
0,85: bateria SLR125 de la ebay.com.
Capacitatea acestei baterii trebuie să fie:
Energia de stocare / tensiunea bateriei / (1 – adâncimea de descărcare) / randamentul ciclic = (3000 ÷
3600) W / 12 V / 0.5 / 0,85 = (588 ÷ 706) Ah.
Costul unei asemenea baterii de 125 Ah este de $260 (http://www.ebay.com/itm/SLR125-VMAX-
High-Performance-AGM-Deep-Cycle-12V-125AH-Battery-for-Solar-Storage-/300994099976).
Numărul necesar de baterii de 12 V și 125 Ah:
Energia de stocată pentru 3 zile / capacitatea unei baterii =
(588 ÷ 706) Ah / 125 Ah = 4,7 ÷ 5,6 buc.
Dacă se alege un număr de 5 bucăți, costul bateriei va fi: $260 x 5 buc = 1300 $.
Page 17
17
Împreună cu bateria trebuie ales și dispozitivul de încărcare al cărui cost este de cca. 1000 $
(http://www.mastercontrols.com/Prices/Battery-Charger-Price-List-2012.pdf)
Schema electrică a sistemului fotovoltaic asociat cu bateria de stocare este dată în figura 15.
Fig. 15. Schema electrică a sistemului fotovoltaic
ALEGEREA ȘI INTEGRAREA ÎN SISTEM A GENERATORULUI ELECTRIC
În figura 16 este prezentat generatorul electric sincron de 5 kW, excitat cu magneți permanenți, ales pentru
realizarea prototipului turbinei eoliene cu ax vertical. Acest generator este furnizat de firma ”Qingdao Bofeng
Wind Power Generator Co., Ltd” din Shandong, China (http://www.alibaba.com/product-
gs/840939444/5kw_vertical_wind_generator.html).
Fig. 16. Generatorul electric sincron cu magneți permanenți
Datele principale ale acestui generator sunt: Puterea nominală: 5 kW, turația nominală: 100 rpm. Pentru
integrarea generatorului cu turbina eoliană se folosește un sistem de prindere a palelor turbinei eoliene
prezentat detalian în figura 17.
Prototipul turbinei eoliene conform prezentului proiect, va folosi un sistem similar de prindere a palelor de
arborele generatorului electric dar, spre deosebire de exemplul de turbină din figura 2.i, va avea o turbină cu
palele drepte și nu curbate, dispuse pe două nivele separate de un inel circular.
Page 18
18
a) Generatorul cu ax
vertical b) Arborele tubular c) Talerele de prindere
d) pregătirea montării
talerelor
e) Talerele montate pe arbore f) Tijă de suținere a unei pale
g) brațul de susținere al unei
pale
h) ansamblul brațelor de
susținere
i) sistemul mecanic al
turbinei
Fig. 17. Integrarea generatorului electric cu turbina eoliană.
PROIECTAREA SISTEMULUI ELECTRIC DE COMANDĂ
Un generator eolian de energie electrică conține mai multe sisteme de comandă și reglare. Primul dintre
acestea este sistemul de supervizare a generatorului eolian, a cărui misiune este să urmărească starea
mașinilor și să gestioneze secvențele de operații cum ar fi pornirea, oprirea ș. a. Un alt doilea sistem este
sistemul de comandă al generatorului electric. Obiectivele acestui sistem sunt: creșterea energiei captate,
Page 19
19
asigurarea calității puterii electrice furnizate, creșterea duratei de viață a componentelor prin reducerea
încărcărilor suportate de acestea și garantarea unei funcționări sigure a instalației.
Sistemul de supervizare a generatorului eolian
Sistemul de supervizare a generatorului eolian are ca misiune garantarea unei funcționări automate și sigure,
verificarea stării diferitelor componente ale sistemului și gestionarea regimurilor de funcționare (pornire,
oprire, funcționare normală) plecând de la semnalele primite de la o serie de senzori care monitorizează
principalele variabile ale sistemului. De asemenea, sistemul supervizor ține un registru cu istoria principalelor
date de funcționare ale sistemului: orele de funcționare, producția realizată, erorile de funcționare ș. a.
Moduri de funcționare
Modurile de funcționare gestionate de sistemul de supervizare se pot clasifica după duratele lor în moduri
temporare și moduri permanente. Un generator eolian poate rămâne întrun mod de funcționare temporar un
timp limitat și dacă sistemul de supervizare nu-l schimbă într-un mode de funcționare permanent înseamnă că
există o problemă în instalație. Modurile de funcționare temporare sunt: verificarea instalației, pornirea,
conectarea la rețea, oprirea normală și oprirea de urgență.
În modurile de funcționare permanente sistemul de supervizare nu urmărește timpul, generatorul eolian putând
rămîne în aceste moduri un timp nedefinit. Modurile de funcționare permanente sunt: instalația oprită,
instalația aflată în pauză și funcționarea normală, iar în acest ultim mod se distinge funcționare cu sarcină
parțială și funcționarea în plină sarcină. În figura 18 se prezintă moduri de funcționare ale unui generator
eolian.
Fig. 18. Moduri de funcționare ale unui generator eolian
Semnale de intrare în sistemul supervizor
Semnalele cele mai importante utilizate de sistemul supervizor pentru gestionarea modurilor de funcționare ale
generatorului eolian sunt:
Viteza vântului. Acest semnal este utilizat pentru pornirea sau oprirea sistemului. Când viteza vântului
este prea mare, anemometrul emite un semnal de oprire a sistemului; uzual, se emite o pereche de
valori cum ar fi, de exemplu, viteze mai mari de 25 m/s timp de 10 minute sau mai mari de 35 de m/s
timp de 2 secunde. De sigur, în cazul unor viteze mai mari de vânt, se comandă deconectarea imediată.
În cazul unor vânturi mari moderate, se face o repornire automată când viteza vântului scade sub o
anumită valoare ( de exemplu, 20 m/s).
Temperatura. Sistemul înregistrează temperaturile bobinajelor generatorului electric, blocului de
comandă, frânei mecanice, mediului ambiant ș. a. Majoritatea alarmelor de temperatură sunt
temporizate.
Page 20
20
Semnalul de vibrații. Majoritatea sistemelor dispun de un pendul situat în partea superioară a turnului
care detectează o mișcare de vibrație excesivă a acestuia.
Viteza de rotație. Măsurarea acestei viteze se realizează cu senzori inductivi. Valoarea vitezei de
rotație su utilizează, între altele, pentru comanda opririi generatorului eolian în cazul unor viteze foarte
mari sau foarte mici.
Tensiunea, curentul și frecvența puterii elctrice furnizate. Pentru tensiune și frecvență se specifică
limitele maximă și minimă și în cazul în care valorile sunt în afara intervalului specificat se emite o
comandă de oprire. Pentru curent se specifică doar o valoare maximă. În cazul unei funcționări
dezechilibrate (fie ea în tensiune sau în curent) se emite, de asemenea, o comandă de oprire. În cazul
unor scurtcircuite în rețea, unele sisteme permit ca generatorul să continuie să funcționeze câteva
secunde astfel ca în cazul restabilirii rețelei el să poată fi reconectat fără a mai fi mai înainte oprit.
Fig. 19 - Diagrama modurilor de funcționare ale unui generator eolian.
Studiul tehnologiilor de realizare
Studiul tehnologiilor de realizare, corespunzator Activitatii 2.10 din Planul de realizare, a condus la alegerea
unor solutii constructive adecvate, la utilizarea unor materiale si prefabricate de uz general, precum si a unor
procese tehnologice curente: taiere, strunjire, frezare, sudura, lipire cu adezivi.
Proiectarea VAWT este realizata avand la baza tehnologii 3D, cu indicarea tuturor datelor cu privire la
tolerantele de executie, conditii de suprafata si acoperiri de protectie.
Prin proiectarea palelor turbinei a fost aleasa solutia constructiva de tip sandwich, constand dintr-un
invelis din tabla subtire, din aliaj de aluminiu, cu miez din material expandabil. Acest tip de constructie
Page 21
21
asigura, practic la aceeasi greutate cu constructia din materiale compozite, caracteristici superioare in ceea ce
priveste prelucrabilitatea, asigurarea unei greutati uniforme a palelor, rezistenta mecanica si rigiditate mai
bune, posibilitati de reparatie si mentenanta mai facile, rezistenta mai mare la actiunea factorilor externi
agresivi: variatii de temperatura, radiatii solare etc.
In ceea ce priveste forma geometrica, s-a optat pentru pale de forma dreapta, cu sectiune constanta,
acestea prezentand doua avantaje esentiale: costuri reduse de fabricatie si suprafata riglata, care permite
eventuala aplicare a unei folii cu celule fotovoltaice prin lipire cu adezivi.
S-a avut in vedere si proiectarea de scule, dispozitive, sabloane in vederea executiei WIPHRES. In
acest sens, pregatirea de fabricatie s-a redus la un minim de dispozitive, principalele fiind un dispozitiv de
aliniere si centrare la sudura a placilor de reazem ale sistemului de siguranta la rabaterea turnului si un
dispozitiv de tip matrita pentru realizarea palelor de turbina. Se poate afirma ca prin solutiile stabilite la
proiectare pentru realizarea ansamblului VAWT, la productia de serie se vor putea realiza produse cu preturi
competitive.
Pentru realizarea butucului turbinei si a ferurilor de prindere pentru bratele de sustinere si pale, se vor
utiliza tehnologii de prelucrare specifice masinilor cu comanda numerica
Realizarea prototipului (modelului structural) VAWT (Partea I)
Ca rezultat al activitatilor desfasurate in cadrul acestei faze, in conformitate cu Planul de realizare si datele de
planificare, P1 a asigurat urmatoarele componente WIPHRES: generatorul electric (intra in componenta
VAWT), convertorul si invertorul, produsele mentionate fiind cele stabilite impreuna cu CO si P2. Celelate
componente sunt proiectate, inclusiv ansamblu, urmand ca in etapa a III-a sa se realizeze in intregime structura
prototipului (turnul si palele rotorului).
Integrarea suspensiei magnetice si echiparea VAWT (Partea I)
Ca urmare a analizelor tehnice facute impreuna cu CO si P2, s-a optat pentru varianta constructiva cu
integrarea suspensiei magnetice in ansamblul generatorului electric, aceasta solutie raspunzand in cea mai
buna masura cerintelor generale stabilite in cadrul Etapei 1.
Analiza numerica si teste structurale pentru cazurile de functionare considerate critice
(Partea I)
In cadrul Activitatii 2.13 din Planul de realizare, P1 a facuta analiza de rezistenta structurala a VAWT
la conditiiile critice de solicitare, intocmindu-se Raportul de analiza de rezistenta corespunzator, cod WIP00-
00-0000 RR.
Pentru modelarea constructiei (postament, turn, adaptor, turbina etc.) s-au folosit elemente de tip
"PSOLID", iar pentru modelarea suruburilor de prindere dintre tronsoanele de turn s-au folosit elemente de tip
BEAM (BOLT CONNECTION din NX 7.5.3.1, "ADVANCED SIMULATION").
Verificarea rezistentei turbinei, turnului si fixarii acestuia la sol au fost calculate pentru fortele
aerodinamice induse de un vant cu viteza de 50 m/s (180 km/h). Pentru turn s-au determinat si modurile
fundamentale de vibratie, considerand o masa insumata a turbinei, generatorului si a axului turbinei de 400 kg;
Page 22
22
Analiza de rezistenta s-a efectuat folosind programul NX 7.5.3.1, modulul "ADVANCED
SIMULATION".
Din Raportul de analiza de rezistenta rezulta urmatoarele concluzii relevante:
Nivelul maxim al eforturilor unitare echivalente in tronsoanele de turn este de 8.5 daN/mm2 (in tronsonul
de la mijloc), solicitarea de baza fiind incovoierea - pe o parte a turnului intindere, iar pe partea opusa
compresiune.
Nivelul maxim al eforturilor unitare echivalente in suruburile de fixare a tronsoanelor turnului este de 18.7
daN/mm2
(solicitarea de baza fiind intinderea).
Toti coeficientii de siguranta au valori peste 2.
Prima frecventa proprie de vibratie este de 23 Hz. Considerand ca este putin probabil ca frecventa rafalelor
de vant sa se suprapuna peste aceasta frecventa, se poate concluziona ca turnul este stabil din punct de
vedere al vibratiilor.
Fig. 20 Deformația stâlpului în "cazul 2 de calcul"
Deformația maximă la vârful turnului, pentru condițiile de vânt critic, este de maxim 64 mm, ceea ce
sugerează o rigiditate suficientă a construcției (Fig. 20 - preluata din raportul complet al analizei structurale
efectuata de partenerul P1; " cazul 2 de calcul" este cazul de calcul in care fortele aerodinamice sunt rezultatul
unui vânt de 180 km/h transversal pe directia in care se poate rabate stâlpul).
Pentru rotor , partenerul P1 a propus un model structural preliminar, urmând sa definitiveze calculele in
partea a II-a a activitatii (care este inclusa in etapa urmatoare). Modelul structural propus este prezentat în
figura 21a. Din figură se observă că s-a optat pentru un ax scurt al rotorului, lucru ce conferă o rigiditate
structurală mai mare și, în plus, echilibrarea dinamică a rotorului se va realiza mult mai bine. La extremități,
palele rotoarelor sunt rigidizate între ele folosindu-se inele. Calculul fortelor aerodinamice nestationare a fost
efectuat de CO - ISMMA (o parte fiind reprezentate in Fig. 22)
Structura de rezistență a palelor este o structură compozită compusă dintr-un lonjeron central de tip U din
dural (grosime profil 0.6 mm) plasat în zona de grosime maximă a profilului (30% din coardă), miez din
spumă poliuretanică, 4 nervuri interioare; învelișul este din dural de 0.5 mm. Această soluție constructivă
permite obținerea unei mase reduse, estimată la cca. 9 kg/pală, micșorând momentul de inerție masic de rotație
(important în procesul de startare a turbinei).
Page 23
23
a) b)
Fig. 21 - a) Modelul structural preliminar; b) Discretizarea cu elemente finite a structurii rotorului.
Fig. 22 - Fortele pe turbina in miscare (V = 10 m/s; Re = 360000; R = 1,8 m; m = 10 Kg; c = 0.36 m; n – numar de pale,
H=2m) Pentru calculele structurale, aflate în desfășurare, s-a optat pentru o analiză cu elemente finite. Modelul
structural (Fig. 21 b) a fost discretizat în elemente volumice hexaedrale și tetraedrale, iar elementele
structurale de tip înveliș, montanți și inele de rigidizare au fost discretizate cu elemente de tip placă (în stare
completă de solicitare). Pentru a simplifica cazurile de calcul, se presupune ca pe fiecare pală vor acționa un
set de forțe distribuite, aliniate cu direcția vântului (fx(t) [N/m]) și normale (fy(t) [N/m]) pe aceasta, forțe
calculate din aerodinamica sistemului pentru o serie de cazuri de interes (considerate critice). Forțele vor fi
aplicate pe fiecare pală, sub formă distribuită, ținându-se cont de decalajul dintre pale care este de /3. Fixarea
(condițiile de rezemare), ce presupune deplasări blocate pe toate direcțiile), se va considera pe suprafața
inferioară a axului central (butuc). Discretizarea hibridă conține un număr de 109.685 noduri, ce definesc
23.605 elemente finite 2D și 3D.
Page 24
24
Calculul complet pentru cazurile de functionare considerate critice va fi definitivat in partea a II-a a activitatii
prevazute in etapa a III-a.
2.14 Diseminare
Membrii consortiului de cercetare au reusit in anul 2013 sa prezinte si sa publice unele din rezultatele obținute
in tematica proiectului, adica al energiei vantului sau energiei solare.
A fost organizata a patra sesiune speciala in cadrul unei conferinte internationale cu traditie: ICNAAM 2013
(International Conference of Numerical Analysis and Applied Mathematics, Grecia, Rodos, 23-30
Septembrie 2013; http://2013.icnaam.org/.:
SESSION: State of the Art of Modeling, Numerical Analysis and Design, Optimizing the Performances, Contr
ols of Wind Turbines and Hybrid Renewable Energy Systems
CHAIR: Alexandru Dumitrache & Florin Frunzulica
Aceasta sectiune dedicata performantelor si controlului turbinelor eoliene a avut ca obiective diseminarea
rezultatelor obtinute, schimb de informatii si discutii stiintifice si pregatirea tinerilor doctoranzi in vederea
oportunatatii de a prezenta si publica lucrari stiintifice necesare stagiului de doctorat.
Astfel au fost prezentate 3 comunicari stiintifice in cadrul acestei sectiuni (publicate apoi in AIP Conference
Proceedings ) in tematica proiectului. Inca 8 lucrari au fost prezentate in cadrul unor conferinte internationale
sau nationale cu tematica de energii neconventionale sau de mecanica fluidelor (Tabelul 1 )
Tabelul 1
Nr.
Crt. Denumirea comunicarii Conf./Anul
Modul de
prezentare
Denumirea
Proceedings -
ului sau
Volumului
conferintei
1 Experimental Assessment of PV Panels
Front Water Cooling Strategy
ICREP'Q-2013,
Bilbao, Spain
Prezentare Orala - L.
Dorobantu - P1-UPB
Renewable Energy
and Power Quality
Journal
2
Voltage Balance Monitoring Based on
Voltage’s Instantaneous Space Phasor
Geometrical Loci
ICREP'Q-2013,
Bilbao, Spain
Prezentare Orala -
Craiunescu Aurelian -
P1-UPB
Renewable Energy
and Power Quality
Journal
3
Unsteady Flow and Its Influence to
Aerodynamics and Aeroacoustics of
VAWT
GAMM Annual
Meeting,
2013/Serbia
Prezentare Orala
A. Dumitrache , CO-
ISMMA
Proceedings of
Applied Mathematics
and Mechanics
4
A NUMERICAL INVESTIGATION ON THE
DYNAMIC STALL OF A VERTICAL AXIS
WIND TURBINE
GAMM Annual
Meeting,
2013/Serbia
Prezentare Orala
F. Frunzulica , P2-UPB
Proceedings of
Applied Mathematics
and Mechanics
5
Analysis of Blowing Jets Flows on
Coanda Surface to Increase Lift of Wing
or Generated Power of Wind Turbine
EUCASS-
2013/Munchen,
Germania
Prezentare Orala, A.
Dumitrache, CO-
ISMMA
EUCASS
proceedings
6
Numerical Investigations of Dynamic
Stall Phenomenon for Vertical Axis Wind
Turbine
EUCASS-
2013/Munchen,
Germania
Prezentare Orala
F. Frunzulica , P2-UPB
EUCASS
Proceedings
7
Numerical Investigations on
Aerodynamic Characteristics of H-
Straight Vertical Axis Wind Turbine
"Caius Iacob"
Fluid Mechanics
Conference
2013, Bucuresti
Prezentare Orala, H.
Dumitrescu, CO-
ISMMA
Electronic
Proceedings
Page 25
25
8 Small Vertical Axis Wind Turbines:
aerodynamics and starting behavior
"Caius Iacob"
Fluid Mechanics
Conference
2013, Bucuresti
Prezentare Orala
F. Frunzulica , CO-UPB
Electronic
Proceedings
9
Reynolds number and pitch blade
effects on aerodynamic performances of
small VAWTs in starting phase
ICNAMM-2013,
Grecia
Prezentare Orala, A.
Dumitrache, CO-
ISMMA
AIP Conference
Proceedings
In anul 2013 au fost publicate 9 articole stiintifice cu autori membrii ai consortiului, dintre care 5 in reviste
cotate ISI si restul indexate in baze de date. Alte 3 articole sunt acceptate la publicare sau in evaluare (tot in
reviste cotate ISI) (Tabelul 2).
Majoritatea lucrarilor prezentate au avut inclusi sau au fost prezentate de tineri doctoranzi, care sunt astfel la
curent cu ceea ce este mai nou in domeniul cercetarii energiilor neconventionale.
Tabel 2
1 Improved Stall-Delay Model for Horizontal-Axis
Wind Turbines 2013
JOURNAL OF
AIRCRAFT
- Dumitrescu Horia
- Frunzulica Florin
- Cardos Vladimir
Publicat
2 Stand-alone Hybrid Wind-photovoltaic Power
Generation Systems Optimal Sizing 2013
AIP Conference
Proceedings
- Craciunescu Aurelian
- POPESCU CALUDIA
LAURENTA
- Popescu Mihai Octavian
- Florea Leonard Marin
Publicat
3
Reynolds Number and Pitch Blade Effects on
Aerodynamic Performances of Small VAWTs in
Starting Phase
2013 AIP Conference
Proceedings
- Dumitrache Alexandru
- Dumitrescu Horia
- Frunzulica Florin
Publicat
4 Control of Dynamic Stall Phenomenon for Vertical
Axis Wind Turbine 2013
AIP Conference
Proceedings
- Frunzulica Florin
- Dumitrescu Horia
- Dumitrache Alexandru
- Suatean Bogdan
Publicat
5
Preface of the “Symposium on State of the Art of
Modeling, Numerical Analysis and Design,
Optimizing the Performances, Controls of Wind
Turbines and Hybrid Renewable Energy Systems”
2013 AIP Conference
Proceedings
- Dumitrache Alexandru
- Frunzulica Florin
Publicat
6 An aeroelastic model for horizontal axis wind
turbines 2013
MATHEMATICS IN
ENGINEERING,
SCIENCE AND
AEROSPACE
- Frunzulica Florin
- Dumitrache Alexandru
- Dumitrescu Horia
Publicat
7 A numerical investigation on the dynamic stall of
a vertical axis wind turbine 2013
Proceedings in
Applied
Mathematics and
Mechanics
- Frunzulica Florin
- Dumitrescu Horia
- Dumitrache Alexandru
Publicat
8 The boundary layer in the hub area of wind
turbine blades at high wind speeds 2013
Proceeding of
Appliied
Mathematics and
Mechanics
- Dumitrescu Horia
- Cardos Vladimir
- Frunzulica Florin
Publicat
Page 26
26
9 Influence of pitching on performance of VAWTs 2013
Proceedings of
Applied
Mathematics and
Mechanics
- Bogateanu Radu
- Dumitrache Alexandru
- Cardos Vladimir
- Dumitrescu Horia
Publicat
10 Unsteady Flow and its Influence to Aerodynamic
and Aeroacoustic of VAWT’s
-
2013
Proceedings of
Applied
Mathematics and
Mechanics
- Dumitrache Alexandru
- Dumitrescu Horia
- Frunzulica Florin
- Bogateanu Radu
Acceptat
11 Three-Dimensional Effects of Impinging Flow on
a Rotating Disc
-
0001
Zeitschrift fuer
Angewandte
Mathematik und
Mechanik
- Dumitrescu Horia
- Cardos Vladimir
- Frunzulica Florin
Acceptat
12 REYNOLDS NUMBER EFECTS ON THE
AERODYNAMIC PERFORMANCE OF SMALL VAWTs
-
0001
SCIENTIFIC
BULLETIN Series
D: Mechanical
Engineering
- BOGATEANU Radu
- Dumitrache Alexandru
- Dumitrescu Horia
- Stoica Cornel Ioan
Acceptat
CONCLUZII
În această etapă a proiectului WIPHRES, toti membri consortiului au colaborat la desfășurarea tuturor
activitatilor alocate prin Planul de realizare, indeplinindu-si obiectivele prevazute.
Astfel, P1 a proiectat, realizat și instalat modelul experimental VAWT (doua variante) în camera de
experimentare a tunelului aerodinamic al P2, asigurând condițiile necesare pentru testele în suflerie. Au fost
efectuate cu succes probe funcționale în suflerie, concluziile testelor asigurand o buna decizie asupra
configuratiei finale a WIPHRES.
S-a continuat cu proiectarea prototipului VAWT, fiind făcută reajustarea configurației VAWT inițial
convenite, pe baza rezultatelor experimentărilor modelelor funcționale în suflerie, tinand cont de o buna
comportare la pornire a turbinei.
Documentația tehnică realizata (proiectarea sistemului elctric si de comanda, proiectarea sistemului
fotovoltaic) și rezultatele corespunzătoare obținute la analiza de rezistență structurală, în cadrul acestei etape
constituie baza de lucru pentru desfășurarea în bune condiții a activităților prevăzute pentru următoarea etapă
(Et. III) din Planul de realizare a proiectului WIPHRES. Diseminarea s-a facut de catre componentii
echipelor de cercetare (CO - ISMMA si P2 - UPB) atat prin publicatii cat si prin participari la conferinte
nationale si internationale din domeniul tematicii proiectului.
